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Controle robusto de robos móveis em formação sujeitos a falhas; Robust and fault tolerant control of wheeled mobile robots in formation

SIQUEIRA, Adriano A. G.; TERRA, Marco H.; FRANCISCO, Tatiane B. R.
Fonte: Sociedade Brasileira de Automática Publicador: Sociedade Brasileira de Automática
Tipo: Artigo de Revista Científica
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67.08%
Este artigo trata de controle robusto e controle tolerante a falhas de movimentos coordenados de robôs móveis com rodas. O controle robusto é baseado em controle H∞ não linear por realimentação da saída. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H∞ por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. A coordenação é realizada em função de um lider e qualquer robô da formação pode assumir a liderança de maneira aleatória. Os robôs móveis trocam informações de acordo com um grafo de comunicação direcionado (dígrafo), definido a-priori.; This paper deals with robust and fault tolerant controls of wheeled mobile robots (WMRs) in formation. The robust approach is based on output feedback nonlinear H∞ control. The fault tolerant approach is based on output feedback H∞ control of Markovian jump linear systems to ensure stability of the formation when one of the robots is lost during the coordinated motion. The coordination is performed with the robots following a leader, and any robot of the formation can assume the leadership randomly. The mobile robots exchange informations according to a pre-specified communication directed graph (digraph).

Implementação de mapas topológicos para navegação de robôs móveis baseadas em computação reconfigurável.

Scatena, Jean Miler
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/10/2002 PT
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O presente trabalho é vinculado a duas áreas de grande pesquisa e enfoque na comunidade cientifica, a área de navegação de robôs móveis e a área de computação reconfigurável. Este trabalho tem como principal finalidade implementar uma técnica de mapeamento para o sistema de navegação de um robô móvel, em hardware reconfigurável, objetivando a melhora do desempenho na execução da técnica chamada mapeamento topológico, além de fornecer a capacidade de um sistema robótico poder-se auto reconfigurar em tempo real. Para que seja realizada esta tarefa, foram necessários pesquisas e estudos a estes dois assuntos, podendo ser encontrada uma explanação dos mesmos nos capítulos 3 e 4. O primeiro tema abordado foi o sistema de navegação de robôs móveis com análise inicial sobre as formas de navegação e mapeamento associadas com o estudo dos ambientes que serão realizadas as tarefas de navegação. O segundo tema abordado é sobre sistemas reconfiguráveis que tem como ênfase à construção, implementação, reconfiguração assim como os principais fabricantes. Depois de realizado todo o estudo inerente à pesquisa, anteriormente citado, é implementado um sistema de navegação de robôs móveis em um hardware reconfigurável utilizando o conjunto de ferramentas de desenvolvimento de hardwares reconfiguráveis da empresa chamada Altera.

Arquitetura híbrida para robôs móveis baseada em funções de navegação com interação humana.; Mobile robot architecture based on navigation function with human interaction.

Grassi Júnior, Valdir
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/05/2006 PT
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Existem aplicações na área da robótica móvel em que, além da navegação autônoma do robô, é necessário que um usuário humano interaja no controle de navegação do robô. Neste caso, considerado como controle semi-autônomo, o usuário humano têm a possibilidade de alterar localmente a trajetória autônoma previamente planejada para o robô. Entretanto, o sistema de controle inteligente do robô, por meio de um módulo independente do usuário, continuamente evita colisões, mesmo que para isso os comandos do usuário precisem ser modificados. Esta abordagem cria um ambiente seguro para navegação que pode ser usado em cadeiras de rodas robotizadas e veículos robóticos tripulados onde a segurança do ser humano deve ser garantida. Um sistema de controle que possua estas características deve ser baseado numa arquitetura para robôs móveis adequada. Esta arquitetura deve integrar a entrada de comandos de um ser humano com a camada de controle autônomo do sistema que evita colisões com obstáculos estáticos e dinâmicos, e que conduz o robô em direção ao seu objetivo de navegação. Neste trabalho é proposta uma arquitetura de controle híbrida (deliberativa/reativa) para um robô móvel com interação humana. Esta arquitetura...

Ambiente de programação de robôs móveis; Mobile robot programming environment

Salazar, Sergio Ricardo Godinho
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 18/04/2008 PT
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Este trabalho propõe um Ambiente de Programação de Robôs Móveis direcionado especialmente à língua portuguesa, que consiste em um novo ambiente de programação gráfica e textual, capaz de atender a perfis diferenciados de usuários. O ambiente de programação contém três módulos para programação de robôs móveis: o modulo C ou editor C, o módulo Assembly ou editor Assembly, e o módulo blocos que é um módulo que contêm blocos de programação para auxiliar os programadores inexperientes a programarem robôs móveis por meio de uma meta linguagem desenvolvida que encapsula a linguagem C. O diferencial deste trabalho consiste na Gramática adaptativa criada para robôs móveis, que é uma derivação das gramáticas descendentes recursivas com um mecanismo de busca ("look ahead"). A derivação encontra-se na definição formal de gramática que foi adaptada nessa proposta para permitir a categorização de terminais da gramática, adicionando um passo a mais na compilação, que é a checagem de categorias permitidas da linguagem. Nesta dissertação são relacionados alguns ambientes de programação de robôs disponíveis na literatura bem como uma discussão de suas características. Também são apresentados experimentos realizados com usuários não especializados em programação...

Ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs móveis; Environment for development applications for mobile robots

Scatena, Jean Miler
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/08/2008 PT
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Recentes avanços na tecnologia de robôs móveis têm sido direcionados para um novo tipo de sistema robótico o qual é denominado de robô pessoal. Esses robôs realizam tarefas caseiras cotidianas, além de interagir e auxiliar pessoas que necessitam de cuidados especiais. Para realizar tais tarefas são necessárias medidas de interação e programação entre o robô e o ser humano. Essa interface é discutida em diversas pesquisas que evidenciam a necessidade de um ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs com alto nível de abstração e que possua uma interface amigável. Com isso, o presente trabalho vem contribuir com essa nova área de pesquisa através da proposta de um ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs com alto nível de abstração utilizando blocos de tarefas, que se destina tanto a programadores experientes quanto a usuários com pouco conhecimento de programação. Para realizar o interfaceamento com esses dois tipos de usuários, o ambiente provê um módulo de programação avançado que se destina à criação de novas tarefas, e um módulo de programação específico para usuários com pouco conhecimento em programação, com uma interface amigável. No módulo avançado as novas tarefas utilizam a estrutura de uma biblioteca de alto nível de abstração (Java for Robotics)...

Estudo de coordenação de robôs móveis com obstáculos; Study of coordination of mobile robots with obstacle avoidance

Ventura, José Miguel Vilca
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/09/2011 PT
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Coordenação de robôs móveis é um tópico importante de pesquisa dado que existem tarefas que podem ser desenvolvidas de forma mais eficiente e com menor custo por um grupo de robôs do que por um só robô. Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre coordenação de robôs móveis para o problema de navegação em ambientes externos. Para isso, foi desenvolvido um sistema de localização utilizando os dados de odometria e do receptor GPS, e um sistema de desvio de obstáculos para planejar a trajetória livre de obstáculos. Os movimentos coordenados foram realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança. A liderança é assumida pelo robô que ultrapassar a distância mínima a um obstáculo. Movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H 'INFINITO' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Os resultados do sistema de localização mostram que o uso de filtro robusto para a fusão de dados produz uma melhor estimativa da posição do robô móvel. Os resultados também mostram que o sistema de desvio de obstáculos é capaz de gerar uma trajetória livre de obstáculos em ambientes desconhecidos. E por fim...

Estratégias inteligentes aplicadas em robôs móveis autônomos e em coordenação de grupos de robôs; Intelligent strategies applied to autonomous mobile robots and groups of robots

Pessin, Gustavo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/04/2013 PT
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67.35%
O contínuo aumento da complexidade no controle de sistemas robóticos, bem como a aplicação de grupos de robôs auxiliando ou substituindo seres humanos em atividades críticas tem gerado uma importante demanda por soluções mais robustas, flexíveis, e eficientes. O desenvolvimento convencional de algoritmos especializados, constituídos de sistemas baseados em regras e de autômatos usados para coordenar estes conjuntos físicos em um ambiente dinâmico é um desafio extremamente complexo. Diversos modelos de desenvolvimento existem, entretanto, muitos desafios da área da robótica móvel autônoma continuam em aberto. Esta tese se insere no contexto da busca por soluções inteligentes a serem aplicadas em robôs móveis autônomos com o objetivo de permitir a operação destes em ambientes dinâmicos. Buscamos, com a investigação e aplicação de estratégias inteligentes por meio de aprendizado de máquina no funcionamento dos robôs, a proposta de soluções originais que permitam uma nova visão sobre a operação de robôs móveis em três dos desafios da área da robótica móvel autônoma, que são: localização, navegação e operações com grupos de robôs. As pesquisas sobre localização e coordenação de grupos apresentam investigação e propostas originais...

Navegação autônoma de robôs móveis e detecção de intrusos em ambientes internos utilizando sensores 2D e 3D; Autonomous navigation of mobile robots and indoor intruders detection using 2D and 3D sensors

Correa, Diogo Santos Ortiz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 13/06/2013 PT
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67.2%
Os robôs móveis e de serviço vêm assumindo um papel cada vez mais amplo e importante junto à sociedade moderna. Um tipo importante de robô móvel autônomo são os robôs voltados para a vigilância e segurança em ambientes internos (indoor). Estes robôs móveis de vigilância permitem a execução de tarefas repetitivas de monitoramento de ambientes, as quais podem inclusive apresentar riscos à integridade física das pessoas, podendo assim ser executadas de modo autônomo e seguro pelo robô. Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento dos principais módulos que compõem a arquitetura de um sistema robótico de vigilância, que incluem notadamente: (i) a aplicação de sensores com percepção 3D (Kinect) e térmica (Câmera FLIR), de relativo baixo custo, junto a este sistema robótico; (ii) a detecção de intrusos (pessoas) através do uso conjunto dos sensores 3D e térmico; (iii) a navegação de robôs móveis autônomos com detecção e desvio de obstáculos, para a execução de tarefas de monitoramento e vigilância de ambientes internos; (iv) a identificação e reconhecimento de elementos do ambiente que permitem ao robô realizar uma navegação baseada em mapas topológicos. Foram utilizados métodos de visão computacional...

Navegação autônoma para robôs móveis usando aprendizado supervisionado.; Autonomous navigation for mobile robots using supervised learning

Souza, Jefferson Rodrigo de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 21/03/2014 PT
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A navegação autônoma é um dos problemas fundamentais na área da robótica móvel. Algoritmos capazes de conduzir um robô até o seu destino de maneira segura e eficiente são um pré-requisito para que robôs móveis possam executar as mais diversas tarefas que são atribuídas a eles com sucesso. Dependendo da complexidade do ambiente e da tarefa que deve ser executada, a programação de algoritmos de navegação não é um problema de solução trivial. Esta tese trata do desenvolvimento de sistemas de navegação autônoma baseados em técnicas de aprendizado supervisionado. Mais especificamente, foram abordados dois problemas distintos: a navegação de robôs/- veículos em ambientes urbanos e a navegação de robôs em ambientes não estruturados. No primeiro caso, o robô/veículo deve evitar obstáculos e se manter na via navegável, a partir de exemplos fornecidos por um motorista humano. No segundo caso, o robô deve identificar e evitar áreas irregulares (maior vibração), reduzindo o consumo de energia. Nesse caso, o aprendizado foi realizado a partir de informações obtidas por sensores. Em ambos os casos, algoritmos de aprendizado supervisionado foram capazes de permitir que os robôs navegassem de maneira segura e eficiente durante os testes experimentais realizados; Autonomous navigation is a fundamental problem in the field of mobile robotics. Algorithms capable of driving a robot to its destination safely and efficiently are a prerequisite for mobile robots to successfully perform different tasks that may be assigned to them. Depending on the complexity of the environment and the task to be executed...

Proposta de simulador virtual para sistema de navegação de robos moveis utilizando conceitos de prototipagem rapida; Virtual simulator propose for mobile robots navigation systems using rapid prototyping concepts

Leonimer Flavio de Melo
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/11/2007 PT
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Este trabalho apresenta a proposta de implementação de um ambiente virtual de simulação para projeto e concepção de sistema de supervisão e controle para robôs móveis, que sejam capazes de operar e de se adaptar a diferentes ambientes e condições. Este sistema virtual tem como finalidade facilitar o desenvolvimento de protótipos de sistemas embarcados, enfatizando a implementação de ferramentas que permitam a simulação das condições cinemáticas, dinâmicas e de controle, com monitoração em tempo real de todos pontos lmportantes do sistema. Para isso, é proposta uma arquitetura aberta de controle, integrando as duas principais técnicas de implementação de controle robótico a nível de hardware: sistemas microprocessadores e dispositivos de hardware reconfiguráveis. O sistema simulador implementado é composto de um módulo gerador de trajetória, de um módulo simulador cinemático e dinâmico e de um módulo de análise de resultados e erros. O módulo gerador de trajetória tem a finalidade de, uma vez conhecendo-se o ambiente em que o robô irá atuar, com seus obstáculos e particularidades, gerar uma trajetória cartesiána ótima, respeitando os limites e características do robô móvel. Todos os resultados cinemáticos e dinâmicos colhidos durante a simulação podem ser avaliados e visualizados em formatos de gráficos e tabelas...

Técnicas de controle de robôs móveis

Oliveira, Vinícius Menezes de
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xvii, 98 f.| il.
POR
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; Este trabalho tem como objetivo projetar leis de controle de robôs móveis não-holonômicos com acionamento diferencial. Descreve-se aqui as propriedades estruturais dos robôs móveis, bem como a descrição dos tipos de rodas, as restrições de movimento associadas a cada uma delas e a caracterização de robôs móveis em cinco classes distintas. O controle de robôs móveis com acionamento diferencial pode ser dividido em controle da cinemática seguido pelo controle da parte dinâmica do sistema Por isso são apresentados, neste trabalho, quatro diferentes malhas de controle para a cinemática e uma única malha de controle para a dinâmica, baseada em redes neurais artificiais. Serão apresentadas, durante este trabalho, duas classes de tarefas para robôs móveis, a saber: rastreamento de trajetória de referência e convergência a um ponto. Para a primeira categoria foram utilizados dois controladores para a cinemática do sistema, sendo um descrito em coordenadas cartesianas e o outro descrito por meio de coordenadas polares. Para a tarefa de convergência a um ponto escolheu-se um controlador com realimentação suave invariante no tempo e outro com lei de controle descontínua...

Navegação de robôs móveis autônomos

Marchi, Jerusa
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xiii, 119 f.| il.
POR
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67.08%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Dentro das arquiteturas de controle de robôs móveis autônomos, a navegação é uma das áreas fundamentais, constituindo a camada intermediária entre o controle dos motores e sensores e o planejamento de tarefa. Tratam-se aqui as três abordagens existentes à navegação: a abordagem planejada ou deliberativa, como uma tentativa inicial de delimitar o problema utilizando um modelo estático do ambiente; a abordagem reativa, como uma alternativa à atuação dos robôs móveis autônomos em ambientes dinâmicos reais, possibilitando ao robô agir segundo os estímulos recebidos do ambiente; e por fim, a abordagem híbrida, que une as melhores características das anteriores, provendo ao robô um comportamento mais "inteligente", com características de aprendizado e adaptação. A grande questão nesta abordagem é, justamente, dosar planejamento e reatividade. São descritas aqui, várias implementações das três abordagens que possibilitam observar as características de cada abordagem ressaltando as vantagens do uso de abordagens híbridas. Ao final, observa-se que a escolha de uma ou outra abordagem está...

Análise e programação de robôs móveis autônomos da plataforma Eyebot

Silva, Luciano Rottava da
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xv, 95 f.| il., tabs.
POR
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67.08%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; A utilização de robôs móveis autônomos em pesquisas de Inteligência Artificial despertou o interesse de muitos grupos ao redor do mundo. O futebol robótico transformou-se numa área de estudo capaz de congregar diversas outras. Trata-se de um campo riquíssimo para a pesquisa e o ensino. Neste trabalho apresentamos, inicialmente, capítulos introdutórios nas áreas que dão suporte ao tópico futebol robótico, como Sistemas Especialistas, Sistemas Multiagentes e Lógica Nebulosa. A seguir traçamos um histórico do desenvolvimento do tema futebol de robôs. Organizações, regras, categorias, tudo é apresentado e explicado com o objetivo de familiarizar o leitor. O núcleo da pesquisa é composto pela análise feita dos robôs móveis da plataforma EyeBot. Foram escritos programas com o objetivo de explorar todas as potencialidades, ou seja, todos os sub-sistemas do robô foram estudados e compreendidos. Também desenvolvemos um programa chamado Xcameraviewer capaz de enviar imagens do robô para uma estação de trabalho remota via enlace de rádio. A versão existente não contemplava sistemas Unices...

Estudo e implementação de aprendizagem por reforço em redes neurais para controle de robôs móveis

Fontana, Glaucio Adriano
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 1 v.| il.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação; Robôs Móveis Inteligentes são sistemas computacionais que operam em ambientes dinâmicos e imprevisíveis. Eles interpretam dados obtidos pelos sensores que refletem eventos ocorridos e executam comandos em motores que produzem efeitos no ambiente. O grau de autonomia de um agente está relacionado à capacidade de decidir por si só como relacionar os dados dos sensores com os comandos aos atuadores em seus esforços para atingir os objetivos para os quais foi projetado. Deste modo, a capacidade de aprendizado e adaptação do agente está intimamente relacionada com o seu grau de autonomia. Dentro do paradigma de inspiração biológica adotada na arquitetura de controle PiramidNet, Redes Neurais Artificiais são as ferramentas utilizadas para implementar a inteligência e o controle dos sistemas robóticos. Entretanto, mecanismos capazes de fazer o aprendizado permanente e em tempo de operação em sistemas robóticos controlados por Redes Neurais são escassos ou ainda estão em fase inicial de desenvolvimento. Neste trabalho, pretendeu-se estudar, propor e implementar métodos que possibilitassem o aprendizado em tempo real de Robôs Móveis Inteligentes controlados por Redes Neurais Artificiais. Para tal...

Extensão da programação genética distribuída para suportar a evolução do sistema de controle em uma população de robôs móveis

Perez, Anderson Luiz Fernandes
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Tese de Doutorado Formato: xviii, 97 p.| il., grafs., tabs.
POR
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010; As pesquisas em robótica móvel visam o estudo e o desenvolvimento de máquinas capazes de se locomover de forma autônoma ou semi-autônoma. Quando a locomoção se dá em ambientes ruidosos, não controlados ou desconhecidos, é necessário que o sistema de controle seja flexível para permitir a auto-adaptação, conforme se dá a interação do robô com o ambiente. Para tornar o sistema de controle de um robô móvel mais adaptável é necessário utilizar alguma técnica de aprendizado que permita que o sistema se modifique ao longo de sua execução. A robótica evolucionária objetiva o desenvolvimento de sistemas de controle adaptativos baseados em técnicas da computação evolucionária. A evolução embarcada faz com que o processo evolucionário ocorra sobre uma população de robôs móveis, isto é, acontece entre os indivíduos que fazem parte da população de robôs. Neste trabalho é apresentado o algoritmo da xPGD, uma Extensão do algoritmo da Programação Genética Distribuída, capaz de suportar a evolução do sistema de controle de uma população de robôs móveis. Também é apresentado o Sistema de Execução...

Controle robusto de robos móveis em formação sujeitos a falhas

Siqueira,Adriano A. G.; Terra,Marco H.; Francisco,Tatiane B. R.
Fonte: Sociedade Brasileira de Automática Publicador: Sociedade Brasileira de Automática
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/02/2010 PT
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Este artigo trata de controle robusto e controle tolerante a falhas de movimentos coordenados de robôs móveis com rodas. O controle robusto é baseado em controle H∞ não linear por realimentação da saída. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H∞ por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. A coordenação é realizada em função de um lider e qualquer robô da formação pode assumir a liderança de maneira aleatória. Os robôs móveis trocam informações de acordo com um grafo de comunicação direcionado (dígrafo), definido a-priori.

Controle de movimentos coordenados de robôs móveis quando os robôs assumem a liderança de maneira aleatória; Control of coordinated movements of mobile robots when the robots take the lead in a random

Francisco, Tatiane Batista Rocha
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/03/2009 PT
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Neste mestrado propõe-se um estudo sobre o controle automático de sistemas dinâmicos para o problema de coordenação de robôs móveis. Os movimentos coordenados serão realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança de maneira aleatória. Os robôs trocam informação através de um grafo direcionado (dígrafo) de comunicação, definido a-priori e, movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Além disso, as equações dinâmicas não lineares dos robôs são descritas na forma de espaço de estado sendo os parâmetros das matrizes dependentes da velocidade angular das rodas. Esta representação, conhecida como Quase Linear a Parâmetros Variantes (Quase-LPV), é utilizada no projeto de controle H \'INFINITO\' não linear para sistemas dinâmicos. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito o controle robusto e controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis com rodas (RMRs). O controle robusto é baseado em controle H \'INFINITO\' não linear via realimentação do estado e controle H \'INFINITO\' não linear via realimentação da saída. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H \'INFINITO\' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Resultados em simulação são apresentados para os controladores utilizados.; This dissertation proposes a study on the automatic control of dynamic systems to the problem of coordination of mobile robots. The coordinated motions are performed with the robots following a leader...

Planning for mobile robot localization using architectural design features on a hierarchical POMDP approach = : Planejamento para localização de robôs móveis utilizando padrões arquitetônicos em um modelo hierárquico de POMDP; Planejamento para localização de robôs móveis utilizando padrões arquitetônicos em um modelo hierárquico de POMDP

Paulo Gurgel Pinheiro
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 16/08/2013 PT
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Localização de robôs móveis é uma das áreas mais exploradas da robótica devido a sua importância para a resolução de problemas, como: navegação, mapeamento e SLAM. Muitos trabalhos apresentaram soluções envolvendo cooperação, comunicação e exploração do ambiente, onde em geral a localização é obtida através de ações randômicas ou puramente orientadas pelo estado de crença. Nesta tese, é apresentado um modelo de planejamento para localização utilizando POMDP e Localização de Markov, que indicaria a melhor ação que o robô deve efetuar em cada momento, com o objetivo de diminuir a quantidade de passos. O foco está principalmente em: i) problemas de difícil localização: onde não há landmark ou informação extra no ambiente que auxilie o robô, ii) situações de performance crítica: onde o robô deve evitar passos randômicos e o gasto de energia e, por último, iii) situações com múltiplas missões. Sabendo que um robô é projetado para desempenhar missões, será proposto, neste trabalho, um modelo onde essas missões são consideradas em paralelo com a localização. Planejar para cenários com múltiplos ambientes é um desafio devido a grande quantidade de estados que deve ser tratada. Para esse tipo de problema...

Plataforma de software para técnicas de navegação e colaboração de robôs móveis autônomos; Software platform for autonomous mobile robot navigation and collaboration

Silas Franco dos Reis Alves
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/12/2011 PT
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A navegação e a colaboração são aspectos importantes da robótica móvel. A navegação confere aos robôs móveis as habilidades básicas de interação com o ambiente, os obstáculos e agentes nele situado. Já a colaboração permite que os robôs coordenem sua navegação e interação com o ambiente de forma que os permita realizar tarefas complexas de forma rápida e eficiente. Neste trabalho de pesquisa foi desenvolvida uma plataforma de software que oferece suporte a algumas técnicas tradicionais de navegação e colaboração de robôs móveis. Com esta plataforma, é possível programar diferentes robôs com os mesmos componentes de software, o que reduz o tempo de desenvolvimento do aplicativo ao incentivar o reuso de software. Além disso, as técnicas de navegação e colaboração fornecidas pela plataforma amenizam o esforço em desenvolver o software de controle para robôs móveis colaborativos, pois a plataforma permite que o usuário concentre seus esforços na solução dos problemas pertinentes a aplicação do robô, uma vez que as técnicas de navegação e colaboração são fornecidas pela plataforma.; The navigation and collaboration are important aspects of mobile robotics. The navigation provides to mobile robots the basic skills of interaction with the environment...

Ferramentas computacionais para robos moveis autonomos

Douglas Machado Tavares
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/03/2004 PT
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Robôs móveis autônomos são plataformas com poder de processamento embarcado, capazes de tomar decisões de forma independente frente a situações diversas impostas pelo ambiente sobre o qual operam. Têm sido muito usados em pesquisa e ensino, permitindo o desenvolvimento de aplicativos, experimentos e aprimoramento de conhecimentos. Programar um robô para que ele haja de forma autônoma, geralmente envolve a definição de estados de predicado, a partir dos quais ele possa inferir alguma ação dentro das suas possibilidades e limitações, que responda de melhor forma à situação que o ambiente lhe proporcionou. O desenvolvimento de ferramentas para comunicação, controle e navegação (esta, incluindo posicionamento, orientação e deslocamentos no ambiente), torna-se essencial para que um robô possa realizar, de forma autônoma, missões em ambientes adversos, geralmente hostis, onde mobilidade seja uma necessidade inerente. Neste contexto, o presente trabalho discute e propõe ferramentas computacionais para robôs móveis autônomos, que podem ser utilizadas, principalmente, no contexto multi-robôs, incluindo detalhes das implementações e uma série de experimentos e testes. São apresentados os conceitos e a arquitetura da plataforma LEGO...